3.1. IPv4 與 IPv6

在 Ben Kenobi 還是叫 Obi Wan Kenobi 的那段過去的美好時光,有個很棒的 network routing system(網路路由系統),稱為 Internet Protocol Version 4(網際網路協定第四版),又稱為 IPv4。它的位址是由四個 bytes 組成(亦稱為四個"octets"),而格式是由句點與數字組成,像是這樣:192.0.2.111。

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實際上,在撰寫本文時,幾乎整個 Internet(網際網路)的每個網站都還是使用 IPv4。

每個人跟 Obi Wan 都很開心,一切都是如此美好,直到某個名為 Vint Cerf 的人提出質疑,警告所有人 IPv4 address 即將耗盡。

Vint Cerf [10] 除了提出即將到來的 IPv4 危機警告,他本身還是有名的 Internet 之父,所以我真的沒資格能評論他的判斷。

你說的是耗盡 address 嗎?會發生什麼事呢?其實我的意思是,32-bit 的 IPv4 address 有幾十億個 IP address,我們真的有幾十億台的電腦在用嗎?

是的。在一開始大家也是認為這樣就夠用了,因為當時只有一些電腦,而且每個人認為幾十億是不可能用完的大數目,還很慷慨的分給某些大型組織幾百萬個 IP address 供他們自己使用[例如:Xerox、MIT、Ford、HP、IBM、GE、AT&T 及某個名為 Apple 的小公司,族繁不及備載]。

不過現實狀況是,如果不是有些變通的方法,我們早就用光 IPv4 位址了。

我們現在生活於每個人、每台電腦、每部計算機、每隻電話、每部停車計時收費器、以及每條小狗[為什麼不行?]都有一個 IP address 的年代,因此,IPv6 誕生了。

因為 Vint Cerf 可能是不朽的,[即使他的軀殼終究該回歸自然,我也希望永遠不會發生,不過他的精神或許已經以某種超智慧的 ELIZA [11] 程式存在於 Internet2 的核心],應該沒有人想要因為下一代的網際網路協定沒有足夠的位址,然後又聽到他說:"我要告訴你們一件事 ..."。

那你有什麼建議嗎?

我們需要更多的位址,我們需要不止兩倍以上的位址、不止幾十億倍、千兆倍以上,而是 79 乘以 百萬 乘以 十億 乘以 兆倍以上的可用位址!你們大家將會見識到的。

你說:"Beej,真的嗎?我還是有許多可以質疑這個大數字的理由。"

好的,32 bits 與 128 bits 的差異聽起來似乎不是很多;它只多了 96 個 bits 而已,不是嗎?不過請記得,我們所談的是等比級數;32 bits 表示個 40 億的數字[2 的 32 次方],而128 bits 表示的大約是 340 個兆兆兆的數字[2 的 128 次方],這相當於宇宙中的每顆星星都能擁有一百萬個 IPv4 Internets。

大家順便忘了 IPv4 的句號與數字的長相吧;現在我們有十六進制的表示法,每兩個 bytes 間以冒號分隔,類似這樣:

2001:0db8:c9d2:aee5:73e3:934a:a5ae:9551。

這還不是全部呢!大部分的時候,你的 IP address 裡面會有很多個零,而你可以將它們壓縮到兩個冒號間,你也可以在每個 byte pair(位元組對)上保留零。例如,這些位址的配對是相等的:

2001:0db8:c9d2:0012:0000:0000:0000:0051
2001:db8:c9d2:12::51
2001:0db8:ab00:0000:0000:0000:0000:0000
2001:db8:ab00::
0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0001
::1

[10] http://en.wikipedia.org/wiki/Vinton_Cerf
[11] http://en.wikipedia.org/wiki/ELIZA

位址 ::1 是個 loopback(遶回)位址,它永遠只代表"我現在執行的這台電腦",在 IPv4 中,loopback 位址是 127.0.0.1。

最後,你可能會遇到 IPv6 與 IPv4 相容的模式。例如,如果你願意的話,你可以將 IPv4 address 192.0.2.33 以 IPv6 位址表示,可以使用如下的符號:"::ffff:192.0.2.33"。

因為所謂的自信,所以 IPv6 的發明人很有把握的保留了兆來兆去的位址,不過說實在的,我們有這麼多位址,誰能算清楚呢?

還剩下很多位址可以分配給星系中每個行星的每個男人、女人、小孩、小狗跟停車計時收費器。相信我,星系中的每個行星都有行車計時收費器。你明白這是真的。